9/29/2005

1

Intel·ligència Artificial:Ciència, ficció i realitat

Eva Armengol, Pere García & Josep PuyolInstitut d’Investigació en Intel·ligència Artificial

(IIIA-CSIC)Campus de la UAB, BellaterraIIIA

IIIA

IIIA 2005

Què és la Intel·ligència?

“Facultat o capacitat de l’home per a comprendre el món de les relacions i prendre’n consciència, per a resoldre situacions noves mitjançant unes respostes també noves o per aprendre a fer-ho”

IIIA

IIIA 2005

Tinc fred

mobilitat

aprenentatg

e

adaptabilita

t

percepció

reactivitat

proactividad

autonomia

comunicació

llenguatge

situada

deliberació

racionalitat

cos

AUTONOMIA

IIIA

IIIA 2005

Models de comportament intel·ligentHumàComportament individual d’alguns animalsComportament social d’alguns animals

9/29/2005

2

IIIA

IIIA 2005

Intel·ligència Artificial: Ciència

Darmouth college (EEUU), 1956: Reunió fundacional10 investigadors (Newell, Simon, Shannon, Minsky, McCarthy…)

Introducció del terme Intel·ligència Artificial

mimetitzar el comportament intel·ligent

IIIA

IIIA 2005

Intel·ligència Artificial: Ciència

1950: Test de Turing

----------

IIIA

IIIA 2005

ELIZA (Weizenbaum, 1966)

P: Tinc problemes amb el meu germàE: No sigui tan breu, ho pot explicar una mica més?P: M'agradaria pegar el meu germà E: Què suposaria a la seva vida si aconseguís pegar el seu germà?P: Hem faria sentir molt béE: Anem a examinar aquesta afirmació amb més calmaP: Hem sento inferior quan ell hem parlaE: L’hi agrada sentirse inferior quan ell l’hi parla?P: És clar que no m’agrada!E: Existeix alguna connexió entre això i el seu germà?P: Sempre he volgut ser lliureE: No l’hi sembla que “sempre” és una mica exagerat?

http://www.manifestation.com/neurotoys/eliza.php3

IIIA

IIIA 2005

Un sistema expert és un programa intel·ligent d’ordinador que utilitza procediments cognoscitius i d’inferència per resoldre problemes suficientment difícils com per requerir perícia humana per a la seva resolució

(Feigenbaum, 1982)

9/29/2005

3

IIIA

IIIA 2005

Blade Runner (Ridley Scott, 1982)IIIA

IIIA 2005

Intel·ligència Artificial: Àrees d’investigació

Cerca heurística

Modelatge i representació del coneixement

Llenguatges i eines de AI

Raonament, lògica, aprenentatge

Planifica-ció i resolució de problemes

Llenguatge natural

Visió

Sistemes Experts

Agents intel·ligents

Robòtica

IIIA

IIIA 2005

Intel·ligència Artificial: FiccióIIIA

IIIA 2005

Robòtica: Ficció

S’adapten a l’entornExploració de l’entornComportament social

ParlenSón ocurrents

Domini del llenguatgeSentit comú

Resolen problemesSentits: visió, oïda, tacte ...

9/29/2005

4

IIIA

IIIA 2005

Robòtica: realitat

ROBOT és un manipulador multifunció programable dissenyat per a moure materials, eines o dispositius específics mitjançant moviments programats per a realitzar una àmplia varietat de tasques

(Robotic Industries Association)

IIIA

IIIA 2005

Robòtica: realitat

1966-1972: Shakey primer robot mòbil de propòsit general.

Aspectes: entorn i els seus canvis, incertesa en els sensors, visió ...

IIIA

IIIA 2005

IIIA

Robòtica: realitat

Sojourner (Mart) Honda SONY

IIIA

IIIA 2005

Visió Artificial: ficció

9/29/2005

5

IIIA

IIIA 2005

Visió Artificial: realitat

perspectiva

Textures i ombrescontorns

superposicions

IIIA

IIIA 2005

Visió Artificial: Aplicacions reals

Anàlisis de imatges mèdiquesReconeixement de caresReconeixement de caràcters alfanumèricsDetecció i seguiment d’objectesEspai tridimensionalReconeixement d’objectes?

IIIA

IIIA 2005

Llenguatge Natural: ficció

Saber qui és el seu interlocutor pot condicionar:La forma de parlar (el vocabulari utilitzat)La informació que l’hi proporcionaIdioma

Vocabulari (sinònims, paraules relacionades, etc)Sintaxis, semàntica

Són ocurrentsDomini del llenguatge

Expressivitat Segons significats, metàforesRelació entre diferents temes

IIIA

IIIA 2005

Llenguatge Natural

Procés de comprensió de la parla

Síntesi de veu

Reconeixement de la veu

9/29/2005

6

IIIA

IIIA 2005

Comprensió del llenguatge

Un home va a un restaurant i demana un bistec. Quan l’hi serveixen el bistec està molt cremat, de manera que l’home es vaenfadar molt i surt del restaurant sense pagar.Un home va a un restaurant i demana un bistec. Quan l’hi serveixen el bistec està al seu punt, de manera que l’home paga el compte i deixa una bona propina.

El va menjar el bistec, l’home?

IIIA

IIIA 2005

Processament del Llenguatge Natural

Shank: Detectar els punts interessants d’un textIntroduir les paraules “interessants”Anàlisi de textos

Exemple: paraula interessant “assassinat”Frase 1: En Pere és un detectiu i està investigant un assassinat.Frase 2: En Pere llegeix una novel·la en la que es comet un assassinat.

Donem un cop de mà ! (¡Échame una mano!)Novel·la d’Isaac Asimov

Un home comet un assassinat amb la mà d’un robotQuè fer per que no interpreti la frase literalment?

IIIA

IIIA 2005

Llenguatge Natural: aplicacions

Aplicacions:Comprensió del llenguatge en el món de blocs (Winograd, 1972)Preguntes a bases de dades específiquesAnalitzadors del llenguatge naturalTraducció automàtica

CONTEXTESENTIT COMÚ

IIIA

IIIA 2005

Resolució de Problemes: ficció

9/29/2005

7

IIIA

IIIA 2005

Resolució de problemes: realitat

No és possible resoldre qualsevol problema

AplicacionsJocs: escacs, dames, backgammonSistemes experts

Força bruta

IIIA

IIIA 2005

Sistemes Experts

Es basen en la simulació del raonament d’un expert humàBasats en reglesPoden explicar els seus resultats

Resolució de problemes en àrees molt definidesAnys 70: Mycin, Dendral, ProspectorIIIA: aplicacions a la medicina

Base deregles

Base defets

Motor d’inferènciaSolucions

Observaciódel món

IIIA

IIIA 2005

Sistemes experts

té ratlles i felí tigre corredor felí

carnívor i té cua felímenja carn carnívor

ullals i mamífer carnívorpelut mamífer

dona llet mamífersang calenta mamífer

Teoria (base de regles)

Bengala dona lletBengala té ratllesBengala té cuaBengala té ullalsBengala té 4 potes

Bengala és un tigre

-No aprofiten l’experiència adquirida:- Resoldre nous tipus de problemes- Resoldre un problema de manera més eficient

IIIA

IIIA 2005

Tipus d’Aprenentatge

No simbòlicXarxes neuronals

SimbòlicDeductiuInductiuRaonament basat en casos

9/29/2005

8

IIIA

IIIA 2005

Xarxes Neuronals

pesos

capes

neurones

ENTRADA

SORTIDA

IIIA

IIIA 2005

00011111100001111001100011000110001100011011111111111100001111000000001111111100000000

e

11001011100101

00000000000000000001111111100001100110011111111111100011000000001111110000000111111

IIIA

IIIA 2005

Tipus d’aprenentatge: realitat

té ratlles i felí tigre corredor felí

carnívor i té cua felímenja carn carnívor

ullals i mamífer carnívorpelut mamífer

dona llet mamífersang calenta mamífer

teoria

Bengala dona lletBengala té ratllesBengala té cuaBengala té ullalsBengala té 4 potes

Bengala és un tigre

Aprenentatge deductiu

Dona llet i té ullals i té cua i té ratlles És un tigre

IIIA

IIIA 2005

Exemple d’aprenentatge inductiu

demospongias

astrofóridashadroméridasaxinélidaspoeciloscléridashalicondridasdictiocerátidasverongidasdendrocerátidashomosclerofóridasespirofóridascondrósidashaploscléridaspetrósidas

geodiidaestelletiidae…..

eryluscaminusisopspachymatismageodia conchilega

cydoniumbarretti

classe

ordre

família

gènere

espècie

Les geodies es troben a l’Atlantic i tenen un esquelet espiculat amb microscleres de tipus oxyaster i chiaster

Les geodies es troben a les profunditats del mar

9/29/2005

9

IIIA

IIIA 2005

Exemple de raonament basat en casos

Valoració del risc de complicacions en pacients diabètics

El pacient és una dona d’edat avançada amb diabetis de tipus 2. Presenta algunes microcomplicacions (ceguesa) i també macrocomplicacions. Els paràmetres analítics són tots correctes excepte el colesterol que és alt. El pacient no té factors de risc ni polineuropatia. Segueix un tractament per a la hipertensió, el colesterol i pel ronyó.

El risc d’infart cerebral és moderat perquè el pacient té diabetis de tipus 2, presenta macrocomplicacions i la pressió sanguínia és baixa.

Aquest resultat està comprovat en 18 casos.

IIIA

IIIA 2005

Agents Intel·ligents: Dependents del domini, sense comunicació ni interacció

IIIA

IIIA 2005

intel·ligència

emergent

Sistemes Multiagents: comunicació, coordinació, competència IIIA

IIIA 2005

American NSF net

Marco Dorigo

9/29/2005

10

IIIA

IIIA 2005

¿ La realitat s’acosta a la ficció ?

Altres visionsProjecte Slugbot

Autonomia radicalDesenvolupament mentalautònom

Projecte GolemEvolucióReproducció

IIIA

IIIA 2005

Desenvolupament Mental Autònom

Dissenyar un cosPrograma de desenvolupamentNaixement

Tasques desconegudesRepresentació automàticaAprenentatge online, en temps realAprenentatge acumulatiu

Prototipus Darwin VSAIL: botons (good, bad)

IIIA

IIIA 2005

Algoritmes genètics

Població d’individusSelecció de característiques Variació

MutacióReproducció

11101001000

0000101010111101010101

11101001000

0000101010100101000101

11101001000

0000101010110001000000

IIIA

IIIA 2005

Evolució simultània de cos i mentBarresActuadorsNeurones

Habilitat: desplaçament

9/29/2005

11

IIIA

IIIA 2005

Què s’esperava de la Intel·ligència Artificial?

1981: “El teler màgic”. Robert Jastrowanys 90:

l’ordenador es veurà com una forma de vidael campió mundial d’escacs serà una màquinaels ordinadors tindran molts aspectes de la ment humanales màquines treballaran amb els humans per resoldre problemes

1995: els ordinadors seran tan intel·ligents com els humans

IIIA

IIIA 2005

Què s’esperava de la Intel·ligència Artificial?

1983: “La màquina superintel·ligent” Adrian Berry

Oficina electrònica Podran governar un país

Procés automàtic de composició d’un diariPossibilitat d’enciclopèdies electròniquesAnys 90: podran entendre la veu humana i contestar oralment, olorar, detectar emociones, veure, distingir cares i ser conscients de seva pròpia existència

2000: Possibilitat de mantenir una conversació

IIIA

IIIA 2005

¿Què s’esperava de la Intel·ligència Artificial?

2001, Una odissea de l’espaiHAL: és un ordinador de propòsit general

Blade RunnerReplicants construïts en el any 2016Any 2019: els replicants són massa perfectes

IIIA

IIIA 2005

En la ficció els robots es comporten com persones en tots els sentits (raonen, aprenen, parlen, etc)

problemes amagats d’aquest “comportament intel·ligent”

Actualment la IA es un àrea jove i molt activa. Varis camps de investigació especialitzats

Es una àrea multidisciplinar